接触网的悬挂类型资料讲解
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接触网知识介绍接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。
其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。
接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
支持装置用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其它建筑物。
根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。
支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串,棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
定位装置包括定位管和定位器,其功用是固定接触线的位置,使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内,保证接触线与受电弓不脱离,并将接触线的水平负荷传给支柱。
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷,并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。
我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱,基础是对钢支柱而言的,即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上,由基础承受支柱传给的全部负荷,并保证支柱的稳定性。
预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体,下端直接埋入地下。
接触网的电压等级.接触网的电压等级:工频单相交流制:25KV 接触悬挂的类型接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。
我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。
接触悬挂的种类较多,一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
简单接触悬挂(以下简称简单悬挂)系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。
国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。
我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置,以调节张力和弛度的变化。
在悬挂点上加装8~16m 长的弹性吊索,通过弹性吊索悬挂接触线,这就减少了悬挂点处产生的硬点,改善了取流条件。
另外跨距适当缩小,增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。
链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。
承力索悬挂于支柱的支持装置上,使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点,利用调整吊弦长度,使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。
1 接触悬挂接触网中的悬挂部份主要由承力索、接触线、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心中心锚结等组成。
2 简单悬挂接触线直接悬吊于支持结构上的接触悬挂。
3 链形悬挂接触线由吊弦悬吊于一根或多根承力索上的接触悬挂。
4 全补偿链形悬挂承力索与接触线均设补偿器的链形悬挂。
5 承力索在接触悬挂中通过吊弦经受接触线垂直荷载的线索。
6 定位索在软横跨中仅经受水平荷载的定位线索。
7 接触线与受电弓直接接触供给电力机车或电力动车组电能的导线。
8 附加导线接触网中除接触悬挂之外的供电线、增强线、正馈线、保护线、回流线、架空线。
9 供电线馈电线接触网与牵引变电所、开闭所、分区所之间的连接导线。
10 回流线同牵引回流轨相连连接到牵引变电所的架空导线。
11 架空地线在接触网的接地系统中为减少对钢轨的连接作为接地回路一部份而专门设置。
12 吸上线带回流线的直接供电方式中连接回流线与钢轨的导线。
13 硬横跨由线路双侧的支柱及其上的横梁组成的门式结构。
14 软横跨用横向承力索及定位索代替横梁的门式结构。
15 锚柱位于锚段的终端供接触悬挂下锚用的支柱。
16 中间柱在锚段中通过腕臂等支持结构经受一支工作支接触悬挂的支柱。
17 转换柱在锚段关节处通过腕臂等支持结构经受工作支和非工作支两支接触悬挂的支柱。
18 中心柱在锚段关节处通过腕臂等支持结构经受两支工作支接触悬挂的支柱。
19 腕臂从支柱上横向伸出并用来支持接触悬挂的构件。
20 旋转腕臂固定于支柱等支持物上并允许接触悬挂沿线路方向移动的腕臂。
21 拉出值接触线在定位点处对受电弓中心的水平偏移量。
22 锚段机械上独立的接触悬挂线段。
23 锚段关节相邻两个锚段的重叠部份。
24 结构高度在悬挂点处承力索与接触线间的垂直距离。
25 限界门设于铁路平交道口双侧限制车辆等通太高度的门型结构。
26 分束供电在枢纽含大型客站及区段站的各分场中为方便供电和检修的需要按电化股道群不同供分区进行供电。
27 电分段在纵向或横向将接触网从电气上彼此分开的区段。
地铁接触网悬挂方式选择摘要:接触网作为地铁交通牵引供电局设备的组成部分,由受电弓向电力牵引单元提供电能,是电气化轨道特殊的供电设备,而且是无备用,也就决定了接触网的脆弱性。
因此,根据地铁线路的特征,选择接触网悬挂方式非常重要。
本文主要就地铁接触网悬挂方式选择进行探索,供参考。
关键词:地铁;接触网悬挂;架空刚性悬挂前言接触网具有唯一性和脆弱性,也是应用于地铁电气化轨道的特殊供电设备,特别是一些沿线是露天布置,环境比较恶劣,一旦停电故障,对于整条线路的运输组织造成很大冲击,没有备用就是接触网的特征。
因此,在进行接触网悬挂选择时,必须考虑其经济性及技术性。
一、工程概况XX地铁线路总长18.159km,设有车站 15 座,其中换乘站 7座,全线为地下线路,里程:K11 + 126.500~K29 + 285.426。
轨道交通网规划共19 条线,A线与B线形成十字骨干线,需要对其接触网悬挂方式从经济、技术方面进行分析。
二、各悬挂方式关键技术分析(一)结构形式1.柔性接触悬挂柔性接触悬挂分为简单的接触悬挂和链形接触悬挂两种类型。
简单的接触悬架挂是其中一个或多个平行的接触线直接固定到支撑件上的接触悬挂。
其中接触线通过称为链形接触悬挂的吊弦(或辅助索)悬挂的悬挂为链形接触悬挂。
2.刚性接触悬挂刚性悬挂接触网作为一种全新的接触悬挂方式,主要由铝合金汇流排、接触线、绝缘元件和悬挂装置组成,另设架空线,没有辅助馈线。
刚性悬挂系统的特点是高阻力,不承受机械应力,所以运营期间磨耗最小、无须维修和调整。
3.接触轨接触轨俗称“第三轨”,是指安装于走形轨一侧的,由一根横断面与钢轨相似的金属导电轨及其安装零部件组成的机电系统。
接触轨可以有三种布置方式即,上磨式、下磨式以及侧磨式。
(二)占用空间接触轨构造简单、安装方便、维修工作量少,净空要求低。
架空刚性悬挂占用隧道上部空间的比上部柔性悬浮空间小,更好地适应隧道净空较低的隧道。
(三)载流量和受流质量架空柔性悬挂采用双接触线布局,当铜等效截面一般为240mm 时,需增加馈线以弥补其载流量的不足,导致其结构更加复杂。
第二节高速铁路接触网一、接触悬挂形式及其主要技术参数自1964年日本开通世界上第一条高速铁路至今,世界发达国家已经致力于高速电气化铁路的 研究和发展.经过30多年的 运行、实验,使高速电气化铁路的 车速不断提高,运营速度 由220 千米/h 提高到270 千米/h,正向300 千米/h 进.法国是目前轮轨系列车时速的 世界记录保持者,它于 2007年 4月4日进行的 实验运行速度 达到574.8 千米/h,在激烈竞争的 市场经济条件下,各种交通工具之间为争夺市场运输份额,不断开发和引进高新技术,而提高铁路车速将给铁路参与市场竞争带来机遇.接触网结构在机车高速运行情况下,发生了 许多重大 变化,需要进行一系列的 改革,采取什么样的 悬挂类型来适应高速铁路,一直是各发达国家研究的 课题.根据国外高速电气化铁路运行经验,高速滑行的 受电弓,其抬升力在空气动力和自身惯性作用下,以列车速度 平方的 比例大 幅度 增加,因而使接触线产生较大 的 抬升量,当驶过等距支柱甚至在跨距中的 等距吊弦时,会周期性激发接触线振动,它会使接触线弯曲应力增加,容易引发疲劳断线事故,同时这种振动可沿导线以一定速度 传播,在遇到吊弦线夹和悬挂点时,会将波反射放大 引起导线振荡,这是引起受电弓离线的 主要原因,离线产生的 电弧会烧伤接触线使磨耗增加,即电磨耗.当导线弯曲刚度 小 而张力大 时,其波动速度 可由下式求出: ρTC =式中 T ——接触线张力(N);ρ——线密度 .为了 减少导线抬升量,可提高其张力,减少接触网弹性不均匀性,同时也提高了 接触线波动传播速度 ,不引起导线共振使受电弓取流状态更好.接触悬挂形式是指接触网的 基本结构形式,它反映了 接触网的 空间结构和几何尺寸.不同的 悬挂形式,在工程造价、受流性能、安全性能上均有差别,另外,对接触网的 设计、施工和运营维护也有不同的 要求.对高速接触网悬挂形式的 要求是:受流性能满足高速铁路的 运营要求、安全可靠、结构简单、维修方便、工程造价低.世界上发展高速铁路的 主要国家如:日本、德国、法国的 高速接触网悬挂形式是在不断改进中发展起来的 ,主要有三种悬挂形式:简单链形悬挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂.各国对这三种悬挂形式有不同的 认识和侧重,根据各自的 国情发展自己的 悬挂形式.日本的 高速线路如:东海道新干线、山阳新干线、东北新于线、上越新干线均采用复链形悬挂,近几年来,日本高速铁路又采用了 简单链形悬挂;法国的 巴黎一里昂的 东南线采用弹性链形悬挂,巴黎一勒芒/图尔的 大 西洋线采用接触导线带预留弛度 的 简单链形悬挂;德国在行车速度 低于160千米/h 的 线路采用简单链形悬挂,在160千米/h 及以上的 线路采用弹性链形悬挂.下面分别介绍简单链形悬挂、弹性链形悬挂和复链形悬挂三种形式的 结构和技术性能.1、简单链形悬挂以法国为代表的 高速铁路采用此种类型,在 1990年开通的 速度 为300 千米/h 的 大 西洋新干线上采用,而且认为该悬挂类型完全可以满足 330—350 千米/h,简单链形悬挂维修简单造价低,有多年成熟的 运行经验.结构形式如图2-1所示.图2-1 带预留驰度的简单链形悬挂性能特点:结构简单、安全可靠、安装调整维修方便,适应于高速受流.定位点处弹性小,跨中弹性大,造成受电弓在跨中抬升量大,跨中采用预留弛度,受电弓在跨中的抬升量可降低;定位点处易形成相对硬点,磨耗大.如果选择结构形式合理、性能优良的定位器,则可消除这方面的不足.2、弹性链形悬挂德国开发的高速接触网普遍采用,并作为德国联邦铁路标准,其主要出发点是降低接触网弹性不均匀度 ,在80年代末修建的曼海姆到斯图加特高速铁路(250 千米/h)上采用,并计划在柏林至汉诺威、法兰克福至科隆间(300~400 千米/h)仍采用.弹性链形悬挂比简单链形悬挂弹性好,但造价较高.弹性链形悬挂的结构形式图如图2-2所示.在结构上,相对于简单链形悬挂在定位点处装设弹性吊索,主要有两种形式:“π”形和“Y”形.弹性吊索的材质一般与承力索相同,其线胀系数与承力索相匹配.性能特点:结构比较简单,改善了定位点处的弹性,使得定位点处的弹性与跨中的弹性趋于一致,图2-2 弹性链形悬挂整个接触网的弹性均匀,受流性能好.其缺点是弹性吊索调整维修比较复杂,定位点处导线抬升量大,对定位器的安装坡度要求也较严格.3、复链形悬挂在 1964年 10月建成的日本东海道新干线上采用,时速为210 千米/h,它是用带弹簧的吊弦合成复链形悬挂.日本研究部门认为它适用于多弓受流情况,在今后300 千米/h高速线路上仍采用.复链形悬挂运行性能好,但造价高、设计复杂,施工和维修难度大 ,复链形悬挂结构形式如图2-3所示.图2-3 复链形悬挂在结构上,承力索和接触导线之间加了一根辅助承力索.性能特点:接触网的张力大,弹性均匀,安装调整复杂、抗风能力强.表2-2-1 三种悬挂类型的定性比较我国高速铁路尚在试运行阶段,已提速的几条干线仍采用原来的接触悬挂类型,目前正在建设的广深高速铁路,采用全补偿简单链形悬挂,根据国外经验和我国铁路路轨现状,通过科技人员论证,普遍认为采用全补偿简单链形悬挂较为合适,特别是在车速不高的情况下,有利于投资少见效快,完全能够适应200 ㎞/h车速的要求.二、高速接触网的主要技术参数1.导线高度:指接触导线距钢轨面的高度.它的确定受多方面的因素制约,如:车辆限界、绝缘距离、车辆和线路振动、施工误差等.一般地,高速铁路接触导线的高度比常规电气化铁路的接触导线低,这主要因为:①高速铁路一般无超级超限列车通过,车辆限界为4 800nl米;②为了减少列车空气阻力及空气动态力对受电弓的影响,受电弓的底座沉于机车车顶顶面,受电弓的工作高度较小.所以,高速铁路接触导线的高度一般在5 300米米左右.2.结构高度:指定位点处承力索距接触导线的距离.它由所确定的最短吊弦长度决定的,吊弦长时,当承力索和导线材质不同时,因温度变化引起的吊弦斜度小,使锚段内的张力差小,有利于改善弓网受流特性;长吊弦的另一个优点是高速行车引起的导线振动时,吊弦弯度小,可以减少疲劳,延长使用寿命.表2-2-2为三种高速悬挂的结构高度.表2-2-2 三种高速接触网悬挂的结构高度法国TGV-A 德国Re330 日本HC 结构高度 1.4米 1.8米 1.5米我国接触网的结构高度为1.1~1.6米.3.跨距及拉出值:取决于线路曲线半径、最大风速和经济因素等.考虑安全因素及对受电弓滑板的磨耗,我国高速铁路一般在保证跨中导线及定位点在最大风速下均不超过距受电弓中心300米米的条件下,确定跨距长度和拉出值的大小 .4.锚段长度:它的确定主要考虑接触导线和承力索的张力增量不宜超过10%,且张力补偿器工作在有效工作范围内.高速铁路接触网的锚段长度与常规电气化铁路基本一样.5.绝缘距离:参照电气化铁路接触网的绝缘配合标准.6.吊弦分布和间距:吊弦间距指一跨内两相邻吊弦之间的距离,吊弦间距对接触网的受流性能有一定的影响,改变吊弦的间距可以调整接触网的弹性均匀度 ,但是,如果吊弦过密,将影响接触导线的波动速度 ,而对弹性改善效果不大 ,所以,确定吊弦间距时,既要考虑改善接触网的弹性,又要考虑经济因素.吊弦分布有等距分布、对数分布、正弦分布等几种形式,为了设计、施工和维护的方便,吊弦分布一般采用最简单的等距分布.7.接触导线预留弛度:指在接触导线安装时,使接触导线在跨内保持一定的弛度 ,以减少受电弓在跨中对接触导线的抬升量,改善弓网的振动.对高速接触网,简单链形悬挂设预留弛度 ,弹性链形悬挂一般不设预留弛度 .8.锚段关节:锚段关节是接触网的张力的机械转换关节,是接触网的薄弱环节,其设计和安装质量对受流影响较大 ,高速接触网一般采用两种形式的锚段关节:①非绝缘锚段关节采用三跨锚段关节;②绝缘锚段关节采用五跨锚段关节.安装处理上,尽量缩短接触导线工作支和非工作支同时接触受电弓滑板的长度 ,提高非工作支的坡度 .9.接触导线的张力:提高接触导线的张力,可以增大波形传播速度 ,改善受流性能,同时增加了接触网的稳定性.导线张力的确定受导线的拉断力,接触网的安全系数等因素影响.10.承力索的张力:受接触网的稳定性、载流容量、结构高度、支柱容量等因素影响,提高承力索的张力可以增加接触网的稳定性,但对弓网受流性能影响不大 .减少承力索的张力,有利于减少反射系数,承力索的张力受接触网的结构高度的限制,也就是在一定的结构高度上,要保持跨内最短吊弦的长度 .三、接触网的主要设备和零部件1、接触网的线材(1).接触导线接触导线是接触网中直接与机车受电弓作摩擦运动传递电能的线材,它对接触网——受电弓系统的受流性能的好坏产生至关重要的作用,受流系统的许多性能指标直接由接触导线决定,如:波动传播速度、接触导线的抬升量、接触导线的磨耗、安全系数.表2-2-3给出了国外高速接触导线的比较.高速铁路对接触导线的基本要求如下:○1机械强度高;○2)单位质量尽量小 ;○3导电性能好;○4良好的耐磨及耐腐蚀性能及高温软化特性,使用寿命长;○5摩擦性能与受电弓滑板相匹配.表2-2-3 国外高速接触导线的比较随着运行速度的提高,为了提高抗拉强度,增大波动传播速度、耐磨性,国外有关国家对高速铁路的接触导线都趋向于研制铜合金导线或复合导线.铜合金导线是在铜中加人其他金属元素,如镁、银,采用合金方法制成的.复合导线是用铜与另一种机械强度高的金属制成的.(2).承力索承力索是接触网承载接触导线,并传输电流的线材.承力索的选用应符合下列条件:承力索的线胀系数与接触导线相匹配;机械强度高;耐疲劳、耐腐蚀性能好,耐温特性好;导电率高.国外高速铁路使用的承力索性能如表2-2-4所示.表2-2-4 国外高速铁路使用的承力索性能表我国电气化铁路接触网的承力索一般采用95米米2和70米米2的铜合金绞线,增加承力索的张力可以增强接触网的稳定性.(3).弹性吊索对弹性链形悬挂,弹性吊索一般选用截面积为35米n2的青铜绞线,张力为2.8~3.5 kN.2、高速铁路接触网的支持装置(1).支柱:由于高速铁路接触网的承力索和接触导线的张力增大,使作为接触网支撑的支柱受到较大的负荷,另外,还要考虑到接触网的稳定性问题.高速铁路接触网支柱的选择,区间一般采用环形等径预应力混凝土支柱;桥上支柱采用热浸镀锌钢柱;软横跨硬横跨支柱;跨度小时用环形等径预应力混凝土支柱,跨度大时选用热浸镀锌钢柱.(2).硬横跨:是用于站场或两股以上线路的接触网支持钢结构,一般用型钢焊接成梁式结构横跨于线路上空,用于支持接触悬挂.这种刚性硬横跨的特点是,各股道上的接触网在机械上和电气上相互独立.接触悬挂在硬横跨上采用吊柱旋转腕臂的支持结构,其结构特性与区间中间柱基本相同,组合定位装置与区间的接触悬挂完全相同.硬横跨的优点是,机械上独立,结构稳定,抗风能力强,寿命长,在受流性能上与区间接触悬挂相同.法国、英国、日本等国家的高速铁路接触网几乎全部采用硬横跨.我国的高速铁路的接触网也趋向使用刚性硬横跨.(3).腕臂支持结构:为了提高接触网的稳定性和安全性,高速铁路接触网采用刚性腕臂支持结构,由水平腕臂和斜腕臂组成的稳定三角形结构,提高了腕臂结构的整体稳定性和抗风能力.(4).组合定位装置:组合定位装置包括:定位器、定位管、支持器,定位防风拉线和定位管防风支撑,这部分零部件对接触导线起定位和支持作用,影响弓网受流性能.在机械结构上它必须满足接触导线温度偏移,保证高速受电弓安全通过及接触导线抬高等要求.对定位器的要求:○1构造简单,安装方便,不形成接触悬挂硬点;○2材质上一般采用铝合金材料,重量轻,耐腐蚀;○3具有较高的强度;○4环路电阻小,不形成电损坏.3、高速接触网的终端锚固类零部件终端锚固类零部件包括:承力索终端锚固线夹、接触导线终端锚固线夹、张力补偿器、坠砣等.(1)张力补偿装置张力补偿装置是调整承力索、接触导线张力,使它们保持恒定的自动装置,是接触网的关键部件.高速铁路接触网一般有两种方式的自动张力补偿装置:①滑轮组自动补偿装置;②棘轮补偿装置.对张力补偿装置的要求是,传动效率高,达到97%以上;安全可靠;耐腐蚀性能好,少维修,寿命长,有断线制动装置.坠砣采用铁坠砣.(2)承力索终端锚固线夹和接触导线终端锚固线夹这两种零件是接触网的主要受力部件,是保障接触网安全的关键零件.在结构上,有锥套式螺纹胀紧结构和楔形胀紧式结构两种.在材质上,整体铝青铜,紧固件采用不锈钢.其工作张力,应满足20~27 kN.4、高速接触网的电连接类零件电连接是保证接触网各导线之间及各股道之间电流畅通的部件.对它的要求是:电连接线夹与接触导线或承力索间的接触电阻小 ,整体电连接导电性能好.在结构上,连接可靠,重量轻,耐腐蚀.在材质上,用纯铜和铝青铜.5、吊弦及吊弦线夹它是接触网的悬吊类零件,在接触网中调节接触导线弛度,又可分流,属于面广量大的零件.正确选用悬吊类零件将有效地保证接触网的受流性能,又能减少其维修工作量.在高速接触网中,一般先经过现场测量,再计算出每跨中每根吊弦的长度.在工厂将吊弦线夹和吊弦制成一体后,到现场直接安装.对吊弦及吊弦线夹的要求为:重量轻,体积小,耐腐蚀,安全可靠.材质上,吊弦采用青铜绞线;吊弦线夹采用铝青铜.6、高速接触网的线岔线岔是两股道接触网交叉处的装置,是接触网上的重要设备,在常速下,一般采用有交叉线岔,运行经验表明它完全能满足要求,但也存在着问题,交叉线岔硬点不易消除,机车无论从正线进入侧线,还是从侧线进入正线,在始触点处受电弓都要接触两条接触线,接触瞬间由于受电弓抬升力的作用,将要接触的导线总是比正在滑行的导线低,如图2-4所示.造成低侧导线,会沿受电弓滑板圆弧导角向上移动到接触板上,这就难免发生钻弓和打弓事故,也给现场施工和维修带来困难.尤其是高速铁路,这种滑动接触对接触线和受电弓危害极大 ,它直接影响着高速受电弓的运行安全,是高速接触网设计和安装中需要特别解决好的环节.高速接触网的线岔应满足下列要求:(1)满足正线高速行车,避免钻弓、打弓.(2)正线进渡线或渡线进正线时,保证受电弓平稳过渡. 图2-4 始触点处导线示意图(3)保证正线高速行车的受流质量,做到离线率低、硬点小 ,导线抬高量满足要求.(4)安装简单,维修调整方便.高速接触网线岔一般有交叉式和无交叉式两种形式,根据两种线岔的工作原理,我国的高速接触网适合采用无交叉式线岔.无交叉线岔平面布置如图2-5所示.由于道岔处钢轨没有超高,所以各自线路中心线与驶入该线的受电弓中心轨迹相重合.从图上看出,接触网道岔柱位于导曲线两内轨轨距666 ㎜处,正线接触线拉出值为333㎜,波线拉出值为距正线线路中心999㎜,渡线导线过岔后抬高下锚,在无交叉线岔区两导线均有坡度 ,渡线向下锚方向抬高3‰,正线坡度与渡线坡度相反为1‰ (沿波线下锚方向降低).图2-5 无交叉线叉平面布置图无交叉线岔应达到以下两点要求:(1)机车受电弓沿正线高速行驶通过线岔时,不与渡线接触线接触,因而不受渡线接触悬挂的影响.(2)机车从正线驶入渡线时(或从渡线驶入正线),要使受电弓平稳过渡,不出现钻弓和打弓现象,且接触良好.无交叉线岔工作原理和技术要求当机车沿正线通过时,考虑受电弓最外端尺寸的半宽为673 ㎜,摆动200㎜,升高后的加宽为100㎜,所以机车受电弓靠渡线侧最外端距正线线路中心为:673十200十100=973㎜而渡线导线距正线线路中心为999㎜,因此受电弓从正线导线上滑过时,不会触及渡线导线与波线接触网无关.当机车由正线驶入渡线时,经过计算和运行实践证明,在线间距126~526㎜之间受电弓与渡线接触线接触此段为始触区,在接触瞬间,因正线导线坡度与渡线坡度相反(即正线导线低,波线导线高),所以受电弓是逐渐的由低侧导线过渡到高侧导线,随着渡线导线坡度的降低使受电弓慢慢脱离正线,形成自然顺滑的平稳过渡.当机车从渡线驶入正线时,在线间距806~1306㎜之间时接触正线导线,而此时波线导线是逐渐升高,受电弓在上述适当位置处与正线导线自然接触,随着正线导线坡度影响,受电弓慢慢脱离渡线而进入正线.由于线岔区两导线有相反坡度的原因,使受电弓避免了在始触点处出现钻弓和打弓的危险,因此无交叉线岔工作状态明显优于交叉线岔.对无交叉线岔的技术要求是:(1)正线拉出值为333㎜,允许误差为±20 ㎜,渡线导线距正线线路中心为999㎜,误差为±20 ㎜.(2)在线间距 126~526 ㎜间,为正线进入渡线时的始触区.线间距 526~806㎜,是正线与渡线导线等高区.在 806~1306㎜为渡线进入正线始触区,如图 2—16—4所示.(3)在等高区内,铁路旁设立道岔柱,可安装定位装置及吊弦等设备,始触区内不允许安装任何悬挂和定位装置.(4)在线间距 126~526㎜间,渡线比正线高 H1,在线间距为 806~1306㎜间,渡线比正线低H2,H1、H2与道岔型号和机车通过速度有关,需另行确定.(5)为了限制道岔定位点处导线的抬高,在定位装置上增加了弹性支撑和限位装置,使定位器的抬升量为100㎜以内.7、高速接触网的分相装置我国既有120千米/h以下的电气化铁道的接触网分相装置均采用分相绝缘器来实现相间隔离.当列车速度超过160千米/h时,这种形式的分相绝缘器存在明显的硬点,对受电弓的滑板撞击很大 ,容易造成弓网事故.高速铁路接触网的分相装置一般采用绝缘锚段关节带中性段方式(锚段关节的跨数应根据中性段的设置长度来确定)来满足高速接触网一受电弓系统的性能要求.机车通过分相锚段关节的方式一般有三种:(1)地面开关切换方式,当机车受电弓在分相的中性段之前和刚进人中性段时,由一相供电,然后在中性段断电0.25~0.35 s后切换到另一相.其优点是列车无操作,停电时间短暂,冲击及失速小 ,但设备复杂,切换过程容易产生很高的过电压.其原理示意图如图2-6所示. 图2-6 地面开关自动过分相示意图(2)机车切换方式:当机车通过分相中性段时,机车接收地面上的信号,控制机车主断路器断开,断电不降弓通过中性段,机车通过中性区后,机车又接收到地面信号,控制机车主断路器合闸受电,完成了机车过分相的全过程.其原理示意图如图2-7所示.这种方式结构简单,地面设备非常简单,投资小 .(3)柱上自动切换方式图2-8 柱上自动切换过分相示意图图2-8为柱上自动切换过分相示意图.图上采用6个分断绝缘器(FD),将接触网分隔成五段,每两个为一组.当机车到达a之前,分断绝缘器a—c中间部分,通过电磁线圈3与a端处于同电位,机车从a点进入b点后,受电弓通过电磁线圈3取流,从而使A开关闭合,c—d区段带电,机车从c进入c—d端后,受电弓通过真空开关A取流,电磁线圈电流为零,使真空开关A断开,机车失电进入滑行阶段.当机车从g点进入分段g—h区段时,受电弓通过电磁线圈4取流,开关B闭合,f—g区段有电(对机车运行无意义).机车驶离i点后,电磁线圈4电流为零,开关B 打开完成一次自动过分相过程.中间一段机车要靠滑行通过,由于d—f间距较小 ,因此当机车时速为200 千米时,机车失压时间仅为0.15 s允许司机无操作满负荷通过分相装置.。
For personal use only in study and research; notfor commercial use刚性接触刚性悬挂,以及工程中的注意事项1 刚性悬挂接触网的结构和特点刚性悬挂接触网主要有铝合金汇流排、接触线、绝缘元件和悬挂装置组成,如图1 。
其中铝合金汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。
这种悬挂方式根据线路通过能力及电流量的大小,又有单接触线式和双接触线式两种。
根据铝合金汇流排截面的不同又分为T 型与Π型两种。
Π型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式镶线车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入虎口槽内;其二,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性好。
在欧洲刚性接触网中多用Π型铝合金汇流排的形式。
我国目前采用的就是这种形式。
单根接触线汇流排目前有两种类型: 一种为高80 mm 的PAC80 型, 另一种为高110 mm 的PAC110 型。
其中PAC110 型的截面积为2 213 mm2 , 每节长12 m。
目前在广州采用的是PAC110 型。
图1 刚性悬挂结构示意图刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、可靠少、费用较低等特点,但是它的施工难度比柔性接性高、导线磨耗均匀、安装精度要求高、维护工作量触网大。
刚性接触网的允许速度一般为80~120 km/ h 。
2 施工过程由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触网系统的安装精度高,调节范围小,因此在进行刚性悬挂接触线的安装时,从施工测量开始到刚性悬挂接触线调整到位,要严格控制每一道工序的施工质量,实现一次安装到位。
2. 1 施工测量(1) 起测点的确定在进行刚性接触悬挂施工测量前,应先确定起测点,然后再进行纵向、横向测量。
测量起点的选择原则是:测量工作可从已铺设标准轨道的任一车站或区间内开始,测量长度应为一个以上的刚性悬挂段;也可从刚性悬挂段锚段关节的第一个定位点开始;有绝缘锚段关节区段应从绝缘关节处开始起测。
接触网的悬挂类型
接触网的悬挂类型
接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。
在一条接触网线路上,无论是在区间还是站场上,为了满足供电方面和机械方面的要求,总是将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段,这就是接触网的锚段。
我们所讲的接触悬挂的分类是对接触闲的每个锚段而言的。
接触悬挂的种类较多,一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
一、简单接触悬挂
简单接触悬挂是接触悬挂的一种形式,系由一根或两根平行的接触线直接固定在支持装置上的接触悬挂形式,它的特点是无承力索,接触线直接悬挂在支持装置上。
它在发展中经历了未补偿简单悬挂和目前采用的带补偿装置及弹性吊索式简单悬挂,如图1—2—1、图1—2—2所示。
接触线(或承力索)端头同支柱的连接称为线索的下锚。
线索下锚有两种方法:一是将线索端头同支柱直接固定连接,称为硬锚或死锚;另一种是加设补
图1-2-1未补偿简单接触悬挂示意图
图1-2-2 带补偿及弹性吊索简单悬挂示意
图
偿装置,以调整线索的弛度和张力。
但简单接触悬挂在实际运营的大铁路线上很少应用,所以在此就不作过多做讨论研究。
二、链形接触悬挂
链形悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式。
它的特点是接触线通过吊弦悬挂在承力索上,承力索通过钩头鞍子或悬吊滑轮悬挂在支持装置的腕臂上。
使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点,通过调整吊弦长度使接触线在整个跨距内对轨面的高度基本保持一致。
减小了接触线在跨距中的弛度,改善了弹性,增加了悬挂重量,提高了稳定性,可以满足电力机车高速运行取流的要求。
链形悬挂分类方法较多,按悬挂链数的多少可分为单链形、双链形和多链形(又称三链形)。
目前我国采用单链形悬挂,乐昌网工区也是采用这种单链形悬挂。
如图1—2—3所示。
双链形悬挂的接触线经短吊弦悬挂在辅助吊索上,辅助吊索又通过吊弦悬挂在承力索上,如图1—2—4所示。
双链形悬挂接触线弛度小,稳定性好,弹性均匀,有利于电力机车高速运行取流。
但结构较复杂,投资及维修费用高,我国仅在个别地段试用。
图1-2-4双链形悬挂示意图
图1-2-3单链形接触悬挂示意图
双链形悬挂及其他悬挂类型由于结构复杂、不易施工、维修困难、设计繁琐、造价高等原因,目前没有得到广泛的应用。
链形悬挂根据线索的锚定方式(即线索两端下锚的方式),可分为下列四种形式:
1.未补偿简单链形悬挂
这种悬挂方式的承力索和接触线两端无补偿装置,均为硬锚。
因此,在温度变化时,承力索和接触线的张力、弛度变化较大,一般不采用,其结构形式如图1—2—5所示。
2.半补偿简单链形悬挂
在半补偿简单链形悬挂中,接触线两端设补偿装置,承力索两端为硬锚,如图1—2—6所示。
半补偿简单链形悬挂比未补偿简单链形悬挂在性能上得到了很大改善,但由于承力索为硬锚,当温度变化时,承力索的张力和弛度随之发生变化,对接触线产生一定影响。
同时,在温度变化时,承力索的弛度变化使吊弦上端产生上、下位移,而吊弦下端随接触线发生顺线路方向偏斜。
由于各吊弦的偏斜,造成接触线各断面受力不均匀,特别是在极限温度下,使接触线在锚段中部和
图1-2-5未补偿简单链形悬挂示
图1-2-6半补偿简单链形悬挂示意图
下锚端之间出现较大张力差,接触线张力和弹性不均匀,在支柱悬挂点处产生明显的硬点,不利于电力机车高速运行取流。
因此,这种悬挂只用于行车速度不高的车站侧线和支线上。
3.半补偿弹性链形悬挂
半补偿弹性链形悬挂和半补偿简单链形悬挂的区别在于支柱定位点处吊弦形式的不同,如图1—2—7所示。
图1-2-7 半补偿弹性链形悬挂示意图
1—承力索;2—吊弦;3—接触线;4—弹性吊
弹性链形悬挂在支柱悬挂点处增设了一根弹性吊弦。
弹性吊弦由长15m的辅助绳和一根(或二根)短吊弦构成。
安装时,辅助绳两端分别固定在承力索上:短吊弦上端用U形滑动夹板同辅助绳连接,下端与接触线定位器相连,当温度变化时,可避免短吊弦产生过大偏斜。
弹性吊弦的作用是增加支柱处接触线固定点(又称定位点)的弹性,使其弹性均匀,有利于机车受电弓取流。
这种悬挂方式多用于行车速度不超过100km/h的线路上。
4.全补偿弹性链形悬挂
全补偿链形悬挂,即承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置,如图1—2—8所示。
图1-2-8 全补偿弹性链形悬挂示意
全补偿链形悬挂也分为全补偿简单链形悬挂和全补偿弹性链形悬挂两种形式。
区别这于支柱定位点处全补偿弹性链形悬挂弹性吊弦。
现在乐昌网工区还是使用这种全补偿简单链形悬挂。
链形悬挂按其承力索和接触线在平面上布置的位置,可分为下列几种形式:
1.直链形悬挂
直链形悬挂是承力索和接触线布置在同一垂直平面内,它们在水平面上的投影是一条直线。
如图1—2—9所示。
直链形悬挂的风稳定性较差,在大风作用下接触线易产生横向摆动,造成接触线与受电弓脱离而发生事故(简称脱弓事故)。
目前我国电气化铁道,在种悬挂形式,即在支柱定位点处为保证受电弓磨耗均匀,接触线向曲线外侧拉出一定距离,承力索则布置在接触线的正上方。
2.半斜链形悬挂
在半斜链形悬挂中,承力索与接触线不在同一垂直平面内,它们在水平面上的投影有一个较小的偏移,如图1—2—10所示。
半斜链形悬挂风稳定性好,施工方便,我国在直线区段采用这种悬挂方式。
即直线区段,接触线在每一支柱定位点处,通过定位装置被布置成“之”字形,承力索则布置在线路中心线的正下方。
图1-2-9 直链形接触悬挂示图
图1-2-10 半斜链形接触悬挂示意图
3.斜链形悬挂
斜链形悬挂是指接触线和承力索在水平面上的投影有一个较大的偏移。
在直线区段支柱处,接触线和承力索均布置成方向相反“之,,字形,如图1—2—11所示。
在曲线区段,承力索对线路中心线向外侧有一个较大的偏移,吊弦的倾斜角较大。
这种悬挂的优点是风稳定性最好,可增大两支柱之间的距离(简称跨距);但在曲线区段,承力索布置对铁路的线路中心线有一个较大的外侧偏移,吊弦安装的倾斜角很大,因而在支柱定位处,对接触线需采用特殊的固定方式。
所以其结构复杂,设计计算繁琐,施工和检修困难,造价较高,我国尚未推广使用。
目前在直线区段一般线路(列车时速<160 km/h)采用半斜链形悬挂,高速铁路(列车时速≥160 km/h)采用直链形悬挂,在曲线区段均采用直链形悬挂。
图1-2-11 直线上的斜链形接触悬挂示意图
1—接触线;2—线路中心线;3—承力索;4—吊弦。